KR101253746B1 - 스파크플러그 및 그 접지전극 제조방법 - Google Patents

스파크플러그 및 그 접지전극 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스파크플러그의 접지전극의 전극팁 접합부분 측 구조에 관한 스파크플러그 및 그 접지전극 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 점화코일과 연결되어 고압전류가 유도되는 중심전극과, 끝단에 접합되는 전극팁이 상기 중심전극과 소정 간극을 유지하며 대향될 수 있도록 구비되는 전극팁부를 갖는 접지전극을 포함하며; 상기 접지전극의 전극팁부는 상기 간극 방향을 따라 상기 중심전극과 대향되며 폭이 일정한 제1팁부 및, 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 상기 제1팁부로부터 연장되고 상기 폭이 상기 제1팁부의 폭보다 좁으며 상기 전극팁의 적어도 일부가 접합되는 제2팁부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크플러그 및 그 접지전극 제조방법을 제시한다.

Description

스파크플러그 및 그 접지전극 제조방법{Spark plug and manufacturing method of earth electrode using the sane}
본 발명은 스파크플러그의 접지전극의 전극팁 접합부분 측 구조에 관한 스파크플러그 및 그 접지전극 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 스파크플러그는 내연기관의 실린더 헤드에 장착되어 연소실 내부로 공급된 연료와 공기의 혼합가스에 전기불꽃으로 착화시키는 장치이다.
도 1은 종래기술에 따른 스파크플러그의 일부분 측면도이고, 도 2는 도 1의 'A'방향에 따른 스파크플러그의 접지전극 일부분 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 스파크플러그는, 엔진의 실린더 헤드에 장착되는 하우징(2)과, 하우징(2)에 내부에 중심을 통과하게 배치되어 하우징(2)의 끝부분에서 돌출되게 형성되고 그 일단이 점화코일과 연결되어 고압전류가 유도되는 중심전극(10)과, 하우징(2)의 일측에 접지될 수 있도록 결합되며 끝단부에 중심전극(10)의 전극팁(12)과 화염핵(F)이 형성될 수 있도록 일정 간극(G)을 유지하며 대향되는 전극팁(22)을 포함하는 접지전극(20)으로 구성된다.
따라서, 중심전극(10)에 고압전류가 유도되면, 중심전극(10)의 전극팁(12)과 접지전극(20)의 전극팁(22) 사이에 화염핵(F)이 형성되어 엔진의 실린더로 퍼져나가 점화를 일으킬 수 있다.
그런데, 도 2를 참조하는 바와 같이, 접지전극(20)은 전극팁(22)이 충분히 접합될 수 있도록 전극팁(22)이 접합되는 베이스의 끝단부분(24)이, 전극팁(22)의 반경보다 폭이 더 큰 사각 단면을 갖도록 형성됨에 따라, 접지전극(20)의 전극팁(22)이 접합되는 베이스의 끝단부분(24)의 면적이 넓다. 도 2의 미설명부호 '28'은 접지전극(20)의 전극팁(22)의 접합부분(28)을 지시한다.
따라서, 종래 기술에 따른 스파크플러그는 다음과 같은 문제점이 발생되고 있다.
즉, 접지전극(20)의 전극팁(22)이 접합되는 베이스의 끝단부분(24)으로 인해 화염핵(F)의 발산(F')이 제한됨으로써 화염핵(F)의 발산각이 작게 형성되기 때문에, 화염이 퍼져나가는 면적이 적게 형성되어 점화 성능이 효율이 떨어지고 있는 문제점이 발생되고 있다.
또한, 화염액(F)과 접지전극(20) 간 열전달로 인해 화염액(F)의 온도 저하 현상이 발생됨으로써, 화염핵 성장의 저하 문제점이 발생되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중심전극과 접지전극 사이에 발생된 화염핵의 발산각을 증대시킬 수 있으며, 화염핵과 접지전극 간 열전달로 인한 화염핵의 온도 저하를 줄일 수 있는 스파크플러그 및 그 접지전극 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 점화코일과 연결되어 고압전류가 유도되는 중심전극과, 끝단에 접합되는 전극팁이 상기 중심전극과 소정 간극을 유지하며 대향될 수 있도록 구비되는 전극팁부를 갖는 접지전극을 포함하며; 상기 접지전극의 전극팁부는 상기 간극 방향을 따라 상기 중심전극과 대향되며 폭이 일정한 제1팁부 및, 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 상기 제1팁부로부터 연장되고 상기 폭이 상기 제1팁부의 폭보다 좁으며 상기 전극팁의 적어도 일부가 접합되는 제2팁부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크플러그를 제시한다.
상기 제2팁부는 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 전극팁의 중심을 지나는 기준선에 대하여 대칭될 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 제2팁부는 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 끝단과 상기 전극팁의 중심 사이 거리가 상기 제1팁부의 폭과 같거나 작도록 형성될 수 있다.
상기 전극팁은 상기 전극팁과 동심으로 이루어지는 소정 반경의 용접에 의해 접합되며, 상기 제2팁부는 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 끝단과 상기 전극팁의 중심 사이 거리가 상기 전극팁의 최대 용접 반경과 같거나 작도록 형성될 수 있다.
상기 제2팁부는 둘레가 곡선 또는 직선 또는 곡선과 직선의 조합으로 이루어지도록 형성될 수 있다.
상기 제2팁부는 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 한 쌍의 대변이 평행한 사다리꼴 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 스파크플러그의 접지전극 제조방법으로서, 상기 접지전극의 전극팁부에 대응되는 제1모재부가 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 상기 전극팁부보다 길며 전체적으로 폭이 상기 제1팁부의 폭으로 일정한 접지전극의 모재를 준비하는 모재준비단계; 상기 접지전극의 모재의 제1모재부의 끝단부에 상기 전극팁을 접합하는 전극팁접합단계; 상기 제1모재부의 끝단부를 상기 제2팁부에 대응하여 절삭하는 절삭단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크플러그의 접지전극 제조방법을 함께 제시할 수 있다.
상기 전극팁의 접합은 상기 전극팁의 중심을 중심으로 하는 소정 반경의 저항 용접 또는 레이저 용접에 의해 이루어지며, 상기 절삭단계는 전극팁의 접합부분의 일부를 포함하여 절삭을 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
먼저, 접지전극의 전극팁부의 제2팁부의 면적이 줄어듦으로써, 접지전극으로 인한 화염핵의 발산 제한이 감소될 수 있기 때문에, 화염핵의 발산각이 증대될 수 있어, 점화 성능의 효율이 향상될 수 있다.
또한, 접지전극의 전극팁부의 제2팁부의 면적이 줄어듦으로써, 접지전극을 통한 화염핵의 열발산이 줄어들 수 있기 때문에, 접지전극을 통한 화염핵의 열손실이 감소될 수 있어, 화염핵의 성장에 보다 유리하여 점화 성능의 효율이 향상될 수 있다.
또한, 접지전극의 제조시 접지전극의 베이스 모재의 끝단부에 전극팁을 접합한 후, 접지전극의 베이스 모재의 끝단부를 접지전극의 제2팁부에 대응하여 절삭함으로써, 전극팁이 접지전극에 용이하게 충분히 접합될 수 있다. 특히, 전극팁이 접지전극에 저항 용접 또는 레이저 용접에 의해 접합됨으로써, 접지전극의 절삭 작업이 가능할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 스파크플러그의 일부분 측면도.
도 2는 도 1의 'A'방향에 따른 스파크플러그의 접지전극 일부분 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스파크플러그의 일부분 측면도.
도 4는 도 3의 'B'방향에 따른 스파크플러그의 접지전극 일부분 평면도.
도 5 및 도 6은 도 3의 사시도.
도 7a 내지 도 7c는 도 4와 대응되는 도면으로, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스파크플러그의 접지전극 일부분 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 스파크플러그의 접지전극 제조방법을 순서대로 보여주는 도면.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 3 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스파크플러그는, 하우징(100)과, 점화코일과 연결되어 고압전류가 유도되는 중심전극(110)과, 하우징(100)에 접지되도록 설치되어 고압전류가 유도된 중심전극(110)과의 사이에 화염핵(F)이 형성될 수 있도록 구비된 접지전극(120)을 포함할 수 있다.
중심전극(110)은 하우징(100)에 설치되어 점화코일과 연결되는 베이스(114) 및, 중심전극(110)의 베이스(114)의 하우징(100) 외측 끝단에 접합된 전극팁(112)을 포함할 수 있다.
접지전극(120)은 하우징(100)에 접지되도록 설치되는 베이스 및, 접지전극(120)의 베이스에 접합되어 중심전극(110)의 전극팁(112)과의 사이에 화염핵(F)이 형성될 수 있도록 중심전극(110)의 전극팁(112)과 소정 간극(G)을 유지함과 아울러 상기 중심전극(110)의 전극팁(112)과 동심을 이루도록 대향되는 전극팁(126)을 포함할 수 있다.
접지전극(120)의 베이스는 중심전극(110)과 나란히 배치되어 하우징(100)에 접지되도록 결합된 접지부(122) 및, 접지부(122)로부터 연장되며 끝단에 접지전극(120)의 전극팁(126)이 접합되는 전극팁부(124)를 포함할 수 있다. 이와 같은 접지전극(120)의 베이스는 대략 'ㄴ'자 형상으로 벤딩(bending)된 일체형 구조를 취할 수 있다.
접지전극(120)의 전극팁부(124)는 상기한 바와 같이 접지전극(120)의 전극팁(126)을 지지할 수 있도록, 중심전극(110)의 전극팁(112)과 접지전극(120)의 전극팁(126) 사이 간극(G) 방향을 따라 중심전극(110)의 전극팁(112)과 대향되도록 배치될 수 있다. 또한, 접지전극(120)의 전극팁부(124)는 접지전극(120)의 전극팁(126)이 중심전극(110)의 전극팁(112)과 동심을 이루며 대향될 수 있도록 접지전극(120)의 접지부(122)로부터 연장된 방향을 따라 소정 길이로 형성될 수 있다.
특히, 접지전극(120)의 전극팁부(124)는 폭(124W)이 일정한 제1팁부(124a) 및, 폭에 따른 방향의 수직 방향, 즉 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 길이방향(화살표 A)으로 제1팁부(124a)로부터 연장되고 폭(124W)이 제1팁부(124a)의 폭(124W)보다 좁도록 형성되어 접지전극(120)의 전극팁(126)의 적어도 일부가 접합되는 제2팁부(124b)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기한 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 폭(124W)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 중심전극(110)의 대향면에서 상기한 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 길이방향(화살표 A)에 대하여 수직한 방향의 치수를 말한다.
접지전극(120)의 제1팁부(124a)는 도시된 바와 같이 바로 접지전극(120)의 접지부(122)로부터 연장 형성될 수 있으며, 도시하지 않았지만 접지전극(120)의 접지부(122)와의 사이에 또 다른 연결부가 구성될 수 있다.
접지전극(120)의 제1팁부(124a)의 폭(124W)은 후술하는 바와 같이 접지전극(120)의 제조시 접지전극(120)의 베이스에 접지전극(120)의 전극팁(126)이 충분히 접합될 수 있도록, 접지전극(120)의 전극팁(126)의 직경은 물론 접지전극(120)의 전극팁(126)의 용접에 의한 접합부분(128)의 직경보다 더 큰 치수로 결정될 수 있다.
접지전극(120)의 제2팁부(124b)는 화염핵(F)이 균일하게 발산(F')될 수 있도록, 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 길이방향(화살표 A)으로 접지전극(120)의 전극팁(126)의 중심(126a)을 지나는 기준선(S)에 대하여 대칭될 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 접지전극(120)의 제2팁부(124b)는 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 길이방향(화살표 A)으로 접지전극(120)의 제2팁부(124b)의 끝단과 접지전극(120)의 전극팁(126)의 중심(126a) 사이 거리(124L)가 짧을수록 화염핵(F)의 발산(F')이 용이하도록, 제1팁부(124a)의 폭(124W)과 같거나 작도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
특히, 후술하는 바와 같이 접지전극(120)의 전극팁(126)이 접지전극(120)의 전극팁(126)과 동심으로 이루어지는 소정 반경의 용접에 의해 접지전극(120)의 전극팁부(124)에 접합될 경우, 접지전극(120)의 전극팁(126)의 용접에 의한 접합 후 접지전극(120)의 전극팁(126)의 용접에 의한 접합부분(128)의 절삭이 가능하다. 따라서, 접지전극(120)의 제2팁부(124b)는 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 길이방향(화살표 A)으로 접지전극(120)의 제2팁부(124b)의 끝단과 접지전극(120)의 전극팁(126)의 중심 사이 거리(124L)가 가능한 짧아질 수 있도록 접지전극(120)의 전극팁(126)의 최대 용접에 의한 접합부분(128)의 반경과 같거나 작도록 형성되는 것이 보다 유리할 수 있다.
이와 같은 접지전극(120)의 제2팁부(124b)는 중심전극(110)과 대향되는 대향면을 이루는 둘레(124b')가 도 3 내지 도 6 그리고 도 7a에 도시된 바와 같이 직선으로만 이루어지도록 형성될 수도 있고, 도 7b에 도시된 바와 같이 곡선으로만 이루어지도록 형성될 수도 있으며, 또한 도 7c에 도시된 바와 같이 곡선과 직선의 조합으로 이루어지도록 형성될 수 있다.
특히, 접지전극(120)의 제2팁부(124b)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 중심전극(110)과 대향되는 대향면이 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 길이방향(화살표 A)으로 한 쌍의 대변이 평행한 사다리꼴 단면을 갖도록 형성되는 것이, 접지전극(120)의 제2팁부(124b)의 단면적을 최대한 줄일 수 있으면서 접지전극(120)의 전극팁(126)의 용접에 의한 접합성이 충분히 유지될 수 있으며 절삭이 용이하다는 측면에서 보다 유리할 수 있다. 나아가, 상기한 사다리꼴은 대칭을 이룰 수 있도록 도시된 바와 같이 등변사다리꼴이 보다 유리할 수 있다. 이와 같이 접지전극(120)의 제2팁부(124b)가 등변사다리꼴 단면을 갖도록 형성되는 경우, 등변사다리꼴의 평행하는 한 쌍의 대변 이외 한 쌍의 경사변의 경사각(θ)은, 접지전극(120)의 제1팁부(124a)의 폭(124W) 치수, 등변사다리꼴의 높이 치수, 접지전극(120)의 전극팁(126)의 반경, 접지전극(120)의 전극팁(126)의 접합부분(128) 반경 등과 유기적으로 연관되어 결정될 수 있다.
이와 같은 접지전극(120)은, 접지전극(120)의 전극팁(126)이 접지전극(120)의 베이스에 충분히 안정적으로 접합될 수 있도록 도 8를 참조하는 바와 같이 다음과 같이 제조되는 것이 바람직하다.
먼저, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 접지전극(120)의 베이스를 이루는 모재(1000)를 준비한다.
특히, 접지전극(120)의 모재(1000)는 접지전극(120)의 전극팁부(124)에 대응되는 제1모재부(1100)가, 상기한 접지전극(120)의 전극팁부(124)의 길이방향(화살표 A)으로 전극팁부(124)보다 길며 전체적으로 폭(124W)이 제1팁부(124a)의 폭(124W)으로 일정하도록 준비한다.
다음, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 접지전극(120)의 모재(1000)의 제1모재부(1100)의 끝단부에 접지전극(120)의 전극팁(126)을 접합한다. 이때, 접지전극(120)의 전극팁(126)의 접합은 접지전극(120)의 전극팁(126)의 중심(126a)을 중심으로 하는 소정 반경의 저항 용접 또는 레이저 용접에 의해 이루어질 수 있다.
다음, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 접지전극(120)의 모재(1000)의 제1모재부(1100)의 끝단부를 상술한 접지전극(120)의 제2팁부(124b)에 대응하여 절삭한다. 이때, 도 8에서 'C'로 지시된 바와 같이, 접지전극(120)의 전극팁(126)의 접합부분(128)의 일부를 포함하여 절삭이 이루어질 수 있으며, 접지전극(120)의 제2팁부(124b)가 등변사다리꼴 단면을 갖도록 절삭이 이루어질 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
100; 하우징 110; 중심전극
120; 접지전극 124; 전극팁부
124a; 제1팁부 124b; 제2팁부

Claims (8)

  1. 점화코일과 연결되어 고압전류가 유도되는 중심전극과,
    끝단에 접합되는 전극팁이 상기 중심전극과 소정 간극을 유지하며 대향될 수 있도록 구비되는 전극팁부를 갖는 접지전극을 포함하며;
    상기 접지전극의 전극팁부는
    상기 간극 방향을 따라 상기 중심전극과 대향되며 폭이 일정한 제1팁부 및, 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 상기 제1팁부로부터 연장되고 상기 폭이 상기 제1팁부의 폭보다 좁으며 상기 전극팁의 적어도 일부가 접합되는 제2팁부를 포함하고,
    상기 전극팁은 상기 전극팁과 동심으로 이루어지는 소정 반경의 용접에 의해 접합되며,
    상기 제2팁부는 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 끝단과 상기 전극팁의 중심 사이 거리가 상기 전극팁의 최대 용접 반경과 같거나 작도록 형성된 것을 특징으로 하는 스파크플러그.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2팁부는 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 전극팁의 중심을 지나는 기준선에 대하여 대칭될 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 스파크플러그.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2팁부는 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 끝단과 상기 전극팁의 중심 사이 거리가 상기 제1팁부의 폭과 같거나 작도록 형성된 것을 특징으로 하는 스파크플러그.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2팁부는 둘레가 곡선 또는 직선 또는 곡선과 직선의 조합으로 이루어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 스파크플러그.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2팁부는 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 한 쌍의 대변이 평행한 사다리꼴 단면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 스파크플러그.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 스파크플러그의 접지전극 제조방법으로서,
    상기 접지전극의 전극팁부에 대응되는 제1모재부가 상기 폭에 따른 방향의 수직 방향으로 상기 전극팁부보다 길며 전체적으로 폭이 상기 제1팁부의 폭으로 일정한 접지전극의 모재를 준비하는 모재준비단계;
    상기 접지전극의 모재의 제1모재부의 끝단부의 상기 전극팁의 중심을 중심으로 하는 소정 반경의 저항 용접 또는 레이저 용접에 의해 상기 전극팁을 접합하는 전극팁접합단계;
    상기 전극팁의 접합부분의 일부를 포함하여 상기 제1모재부의 끝단부를 상기 제2팁부에 대응하여 절삭하는 절삭단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크플러그의 접지전극 제조방법.
  8. 삭제
KR1020110088642A 2011-09-01 2011-09-01 스파크플러그 및 그 접지전극 제조방법 KR101253746B1 (ko)

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JPH09129356A (ja) * 1995-11-02 1997-05-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 内燃機関用スパークプラグ
JP2001307858A (ja) 2000-02-16 2001-11-02 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグ
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